Self-diffusiophoretic propulsion in wedge confinement: The role of phoretic interactions
本文通过傅里叶 - 孔托罗维奇 - 勒贝德变换与镜像法求解浓度场,研究了受限在楔形域内的催化球体的自扩散泳运动,揭示了在不考虑流体动力学效应的情况下,楔形几何与泳动相互作用如何显著影响粒子的速度。
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流体力学是研究流体如何流动、变形以及与其他物质相互作用的迷人领域。从日常的气流到浩瀚的星系演化,这一学科无处不在。在本分类中,我们聚焦于该领域的核心动态,用通俗的语言解读那些看似复杂的物理现象,让非专业读者也能领略流体世界的奇妙逻辑。
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本文通过傅里叶 - 孔托罗维奇 - 勒贝德变换与镜像法求解浓度场,研究了受限在楔形域内的催化球体的自扩散泳运动,揭示了在不考虑流体动力学效应的情况下,楔形几何与泳动相互作用如何显著影响粒子的速度。
本文采用抛物化相干结构(PCS)方法,通过将非线性涡旋 - 波相互作用纳入空间推进框架,准确预测了戈特勒涡的有限振幅演化及其向湍流的转捩,并成功复现了 Swearingen 与 Blackwelder(1987)的实验观测结果。
本文指出,近简并磁旋转不稳定性特征频率之间的相干波干涉是吸积盘中长周期循环磁场反转的物理起源,该机制已通过弱非线性理论和数值模拟得到验证。
本文证明,二维湍流中能量与涡度级联的方向由傅里叶变换速度场的复相位决定,并引入一个基于三波相位动力学的无参数随机模型,该模型仅利用能谱即可成功预测这些级联。
本文揭示,鱿鱼利用一种由胶原蛋白增强的柔性漏斗作为弹性电容器来储存和释放能量,从而实现超推进,并通过阻抗匹配将喷射冲量放大超过 300%,这一机制可被复用于工程软体机器人推进器,以在多个尺度上显著提升其性能。
本研究探讨了剪切变稀 Carreau 流体中斯托克斯层的失稳现象,揭示出更强的剪切变稀特性会单调地稳定流动,而流体的响应时间则产生非单调效应,其失稳机制源于扰动与振荡基流之间的相位对齐,从而实现了高效的能量提取。
本研究结合数值模拟与实验表明,具有快速吸附动力学的可溶性表面活性剂(如 Surfynol 465 和 SDS)能够通过对流克服扩散势垒,从而在悬挂液滴破裂的大部分过程中维持表面张力近乎恒定,而动力学缓慢的表面活性剂(如 Triton X-100)则因吸附能垒缩短了桥接细丝,从而显著改变了 pinch-off 动力学。
本文通过振荡网格湍流实验证明,由于湍流扩散效应(即由湍流强度梯度驱动颗粒迁移的现象),惯性颗粒会积聚在湍流强度较低的区域。
本文计算了类银河系和星暴盘模拟中由超新星驱动湍流的斯特劳哈尔数,发现其中值约为 0.25–0.26,这表明 St=1 的标准假设仅适用于超新星遗迹冷却半径附近的局部区域,而不适用于全局外尺度。
高分辨率大涡模拟揭示,尽管在横向上分层均匀湍流中的被动标量混合行为与无分层情形相似,但分层通过抑制大尺度搅拌而严重阻碍垂直混合,从而导致独特的增长极限和涨落强度,这些特征为标量通量的特定建模方法提供了依据。